(57)【要約】【課題】発電出力及び効率を向上させかつ騒音の少ない発電装置を提供する。【解決手段】エンジンと、エンジンによって駆動される発電機と、エンジン及び発電機を制御する制御盤と、エンジンの冷却水の熱を放熱させる放熱器と、エンジンと制御盤と放熱器及び発電機を収納する筐体と、筐体に冷却空気を導く吸気ダクトと、筐体から冷却空気を排出する冷却ファンと、冷却ファンから排出される冷却空気を放出する排気ダクトとを備えた発電装置において、吸気ダクトが支点を中心に回転する構成であるので、冷却空気は真直ぐな通風路を通ることになり、これにより冷却空気の圧力損失が少なくなり、冷却ファンを小型化または低速度化でき、冷却ファンの騒音が少なくかつ駆動損失が減少し、発電出力及び効率が向上した発電装置を提供できる。【選択図】  図１
2005061230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、前記エンジン及び発電機を制御する制御盤と、前記エンジンの冷却水の熱を放熱する放熱器と、前記エンジンと制御盤と放熱器及び発電機を収納する筐体と、前記筐体に冷却空気を導く吸気ダクトと、前記筐体から冷却空気を排出する冷却ファンと、前記冷却ファンから排出される冷却空気を放出する排気ダクトとを備えた発電装置において、前記吸気ダクトが支点を中心に回転可能に構成されていることを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１記載の発電装置において、明るさを電気信号に変換して出力する照度検出器と、前記照度検出器からの信号を入力し、回転指令を出力する回転制御装置と、前記回転制御装置の回転指令によって前記吸気ダクトを回転させる駆動装置を設けたことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１記載の発電装置において、太陽電池と、前記太陽電池の発電電力を前記発電機の発電周波数及び電圧に変換する逆変換装置と、前記太陽電池の発電電力を計測し，電気信号に変換して出力する電力計と、前記電力計からの信号を入力し，回転指令を出力する回転制御装置と、前記回転制御装置の回転指令によって前記吸気ダクトを回転させる駆動装置を設け、前記逆変換装置の出力を前記発電機の発電出力に加えるように構成したことを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発電装置に係り、特にエンジン駆動により発電する屋外に設置される発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジン駆動発電装置は、屋外に設置される場合などに、発電装置を構成する機器を風雨等から守るため、特許文献１に記載されているように筐体に囲われている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９７０４０号公報
【０００４】
以下、従来の発電装置の概要を図４を参照して説明する。
従来の発電装置は、筐体１の中にエンジン２，発電機３，制御盤４及びエンジン２の冷却水の熱を放熱する放熱器５等を収納している。エンジン２の回転軸６の一端には発電機３の回転軸７が結合されており、エンジン２が回転することで発電機３は回転し、電力を出力する。エンジン２の排気管８は消音器９に接続されており、エンジン２の排気ガスは消音器９で騒音の大きさを減少させた後、排気ガス１０として大気に放出される。制御盤４はエンジン２の速度及び発電機３の出力電圧を調整し、また発電機３が発電した電力を発電装置外部の負荷または電力系統１１へ送電線１２を使って送電するための機能を持っている。制御盤４の電源は発電機３の発電出力から得ている。放熱器５及びエンジン２の間は冷却管１３により接続されていて、エンジン２の冷却水は冷却管１３を通って放熱器５に送られる。エンジン２には回転軸６の一端から駆動される冷却ファン１４が取付けられている。冷却ファン１４はエンジン２が回転することにより、吸気ダクト１５から冷却空気１６を吸気し、冷却空気１６は発電機３および筐体１内を冷却し、最後に放熱器５を通ってエンジン２の冷却水から熱を放熱させ、排気口１７から排風１８として排出される。
【０００５】
上記のように、冷却ファン１４をエンジン２が駆動せずに、冷却ファン１４をモータによって駆動するように構成した発電装置も存在するが、その機能は上記で述べたものと同じである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発電装置の吸気ダクト１５は、雨天時に冷却空気１６と一緒に雨滴を吸い込むことを防止するために、冷却空気１６の流れが水平方向から鉛直上方に向かうように構成されている。したがって、冷却空気１６の通風路１９が９０度曲げられる形になるため、冷却空気１６が通風路１９を通る時の圧力損失は、吸気ダクト１５を設置しない場合に比べて大きくなってしまう。このため、発電装置の冷却に必要な冷却空気１６の風量を得るためには、冷却ファン１４が大型化するか又はより高速で回転しなくてはならず、そのため、冷却ファン１４の駆動損失が増大し、エンジン２の出力および効率の減少、引いては発電装置としての発電出力および効率の減少を引き起こすことになる。また、冷却ファン１４が大型化又はより高速で回転することで、冷却ファン１４から発生する騒音も大きくなるという問題があった。
【０００７】
本発明（請求項１乃至請求項３対応）は、上記状況に鑑みてなされたもので、その課題は、雨滴の吸い込みを防止する機能を持たせるとともに、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンの駆動損失を減少させ、発電装置としての発電出力及び効率を向上させることができ、かつ騒音の少ない発電装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される発電機と、前記エンジン及び発電機を制御する制御盤と、前記エンジンの冷却水の熱を放熱する放熱器と、前記エンジンと制御盤と放熱器及び発電機を収納する筐体と、前記筐体に冷却空気を導く吸気ダクトと、前記筐体から冷却空気を排出する冷却ファンと、前記冷却ファンから排出される冷却空気を放出する排気ダクトとを備えた発電装置において、前記吸気ダクトが支点を中心に回転可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によると、吸気ダクトを上方に回転させ、直角に曲げられていた通風路を真直ぐにすることで、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンを小型化または低速度化できるので、冷却ファンの騒音を少なくし、かつ駆動損失を減少させることができる。したがって、騒音が少なく、かつ発電出力及び効率が向上した発電装置を提供できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発電装置において、明るさを電気信号に変換して出力する照度検出器と、前記照度検出器からの信号を入力し、回転指令を出力する回転制御装置と、前記回転制御装置の回転指令によって前記吸気ダクトを回転させる駆動装置を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載の発明の効果に加えて、照度検出器が検出する明るさに基づいて自動的に天候の状態を判断し、晴天の時には吸気ダクトを開けて冷却空気を多く取り入れることができ、雨天の時には吸気ダクトを閉じて発電装置に雨滴が侵入することを防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発電装置において、太陽電池と、前記太陽電池の発電電力を前記発電機の発電周波数及び電圧に変換する逆変換装置と、前記太陽電池の発電電力を計測し，電気信号に変換して出力する電力計と、前記電力計からの信号を入力し，回転指令を出力する回転制御装置と、前記回転制御装置の回転指令によって前記吸気ダクトを回転させる駆動装置を設け、前記逆変換装置の出力を前記発電機の発電出力に加えるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、請求項１に記載の発明の効果に加えて、太陽電池の発電電力に基づいて自動的に天候の状態を判断し、晴天の時には吸気ダクトを開けて冷却空気を多く取り入れることができ、雨天の時には吸気ダクトを閉じて発電装置に雨滴が侵入することを防ぐことができる。また、発電機から供給する回転制御装置の消費電力を太陽電池の発電電力によって減らすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態（請求項１対応）の発電装置の構成図であり、既に説明した図４の従来の発電装置と相違する構成は、吸気ダクト１５の上部に支点２０を設け、この支点２０を中心に吸気ダクト１５が回転するようにした点と、従来の発電装置の冷却ファン１４をより小さい小型冷却ファン２１とした点であり、その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態では小型冷却ファン２１は雨天時に必要とする冷却空気１８の風量を発生することのできる大きさとする。雨天時には冷却空気１８の温度が低下するので、小型冷却ファン２１は従来の冷却ファン１４より小さいサイズにすることができる。また、吸気ダクト１５には支点２０において対称で吸気ダクト１５の重心と釣り合う位置に錘２２が取付けられており、吸気ダクト１５を任意の回転位置で止めることができる。
【００１６】
次に、本実施形態の発電装置の運転について説明する。
冷却空気１６の温度が高くなる晴天時には、支点２０を中心に吸気ダクト１５が筐体１に対して水平に吸気される状態で発電装置を運転する。図１は吸気ダクト１５を上方に回転させた状態を示しており、この状態では従来の発電装置の場合に発生する冷却空気１６が吸気ダクト１５によって折り曲げられた通風路１９を通る時の圧力損失がなくなるため、冷却空気１６の風量が増加し、小型冷却ファン２１でも晴天時に発電装置の冷却に必要とする風量を確保することができる。また、小型冷却ファン２１は従来の発電装置の冷却ファン１４に比べてより小型であるので、駆動損失が小さい。
【００１７】
したがって、エンジンの出力および効率は従来の発電装置に比べて増加し、発電装置全体としての発電電力及び効率も増加する。また、より小型になることで、小型冷却ファン２１から発生する騒音は、従来の発電装置の冷却ファン１４から発生する騒音に比べて小さくなる。雨天時には吸気ダクト１５を下方に回転させ、従来の発電装置と同じ位置にして運転することで、筐体１の内側に雨滴が侵入することを防ぐことができる。また、小型冷却ファン２１は、従来の冷却ファン１４と同じ大きさで、回転速度を下げた低速冷却ファンとしても同様の効果が得られる。
【００１８】
上述したように、本実施形態によると、吸気ダクト１５を上方に回転させ、直角に曲げられていた通風路を真直ぐにすることで、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンを小型化または低速度化できるので、冷却ファン１４の騒音を少なくし、かつ駆動損失を減少させることができる。したがって、騒音が少なく、かつ発電電力及び効率が向上した発電装置を提供できる。
【００１９】
図２は本発明の第２実施形態（請求項２対応）の発電装置の構成図であり、既に説明した図１の第１実施形態の発電装置と相違する構成は、明るさを電気信号に変換して出力する照度検出器２３と、照度検出器２３からの信号を入力し、回転指令を出力する回転制御装置２４と、回転制御装置２４の回転指令によって吸気ダクト１５を回転させる駆動装置２５を設置した点であり、その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態では照度検出器２３は発電装置の筐体１の外側表面に取付けられ、発電装置運転時の天候を明るさとして検出し、回転制御装置２４に照度信号として出力する。回転制御装置２４は照度検出器２３からの照度信号を受信し、その照度信号の強度と持続時間から、その時の天候状態を判断する。晴天と判断すれば、吸気ダクト１５を上方に回転させる開回転指令を駆動装置２５に与える。雨天であれば、吸気ダクト１５を下方に回転させる閉回転指令を駆動装置２５に与える。
【００２１】
また、回転制御装置２４は制御盤４から電源を得ている。駆動装置２５は回転制御装置２４からの回転指令を受信し、この指令の通りに吸気ダクト１５を開閉する装置で、ここでは一例として油圧シリンダーとしているが、電動機等でも構成できる。回転制御装置２４は照度検出器２３で検出された照度の値が、予め決定していた閾値を、予め決定していた時限の間超過すれば、その時の天候を晴天と判断し、駆動装置２５に開回転指令を出力する。逆に照度の値が時限の間閾値を下回れば、その時の天候状況は晴天ではないと判断し、駆動装置２５に閉回転指令を出力する。照度の値は、冷却空気１６の温度が最も高くなる真夏の晴天時は、照度１０万ルクス以上であり、雨天であれば照度３万ルクス以下であるので、回転制御装置２４の天候判断の基準となる閾値は、この間の値に設定する。ただし、発電装置の設置場所および周囲の状況によって照度の値は異なるので、雨天時に開回転指令が出力されることがないように考慮して回転制御装置２４の閾値及び時限は調整しておく。
【００２２】
上述したように、本実施形態によると、吸気ダクト１５を上方に回転させ、直角に曲げられていた通風路を真直ぐにすることで、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンを小型化または低速度化できるので、冷却ファン１４の騒音を少なくし、かつ駆動損失を減少させることができる。
【００２３】
したがって、騒音が少なく、かつ発電電力及び効率が向上した発電装置を提供できる。また、照度検出器が検出する明るさに基づいて自動的に天候の状態を判断し、晴天の時には吸気ダクトを開けて冷却空気を多く取り入れることができ、雨天の時には吸気ダクトを閉じて発電装置に雨滴が侵入することを防ぐことができる。
【００２４】
図３は本発明の第３実施形態（請求項３対応）の発電装置の構成図であり、既に説明した図１の第１実施形態の発電装置と相違する構成は、筐体１の外側に太陽電池２６と、太陽電池２６の発電出力を計測し、その計測値を電気信号に変換して出力する電力計２７と、太陽電池２６の発電電力を発電機３の発電出力と同じ周波数と電圧に変換する逆変換装置２８と、電力計２７からの信号を入力し、回転指令を出力する回転制御装置２９と、回転制御装置２９の回転指令によって、吸気ダクト１５を回転させる駆動装置３０を設置し、逆変換装置２８の出力を発電機３の発電出力に加えるようにした点であり、その他の構成は同一であるので、同一構成部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態では太陽電池２６の発電出力は照度に比例するため、電力計２７の出力信号も照度に比例する。逆変換装置２８は太陽電池２６が照射されている太陽光の照度において得られる最大の電力を発生させ、かつその発電出力を発電機３の発電出力と同じ周波数と電圧の交流に変換し、発電機３の出力に加えるように構成されている。回転制御装置２９は、電力計２７で計測された電力の値が予め決定していた閾値を、予め決定していた時限の間超過すれば、その時の天候を晴天と判断し、駆動装置３０に開回転指令を出力する。逆に照度の値が時限の間閾値を下回れば、その時の天候状況は晴天ではないと判断し、駆動装置３０に閉回転指令を出力する。回転制御装置２９の閾値の値は、冷却空気１６の温度が最も高くなる真夏の晴天時の照度１０万ルクス時に計測される太陽電池２６の発電電力の値から、雨天時の照度３万ルクス時に計測される太陽電池２６の発電電力の値の間に設定する。ただし、発電装置の設置場所および周囲の状況によって太陽電池２６の発電電力の値は異なるので、雨天時に開回転指令が出力されることがないように回転制御装置２４の閾値及び時限は調整しておく。また、回転制御装置２９の電源は制御盤４から得ていて、制御盤４の電源は発電機３の出力から得ている。ここで、発電機３の出力には逆変換装置２８で変換された太陽電池２６の発電電力が加わっているので、回転制御装置２９の消費電力の一部は太陽電池２６から供給することができる。
【００２６】
したがって、発電装置に回転制御装置２９を付加することによって増加した消費電力を減らすことができる。また、太陽電池２６の発電電力が回転制御装置２９の消費電力を上回っている時は、余剰な太陽電池２６の発電電力を発電装置の出力として利用できる。
【００２７】
上述したように、本実施形態によると、吸気ダクト１５を上方に回転させ、直角に曲げられていた通風路を真直ぐにすることで、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンを小型化または低速度化できるので、冷却ファン１４の騒音を少なくし、かつ駆動損失を減少させることができる。
【００２８】
したがって、騒音が少なく、かつ発電電力及び効率が向上した発電装置を提供できる。また、太陽電池の発電電力に基づいて自動的に天候の状態を判断し、晴天の時には吸気ダクトを開けて冷却空気を多く取り入れることができ、雨天の時には吸気ダクトを閉じて発電装置に雨滴が侵入することを防ぐことができる。また、発電機から供給する回転制御装置の消費電力を太陽電池の発電電力によって減らすことができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吸気ダクトを上方に回転させ、直角に曲げられていた通風路を真直ぐにすることで、冷却空気が通風路を通る時の圧力損失を少なくし、冷却ファンを小型化または低速度化できるので、冷却ファンの騒音を少なくし、かつ駆動損失を減少させることができる。したがつて、騒音が少なく、かつ発電出力及び効率が向上した発電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の発電装置の構成図。
【図２】本発明の第２実施形態の発電装置の構成図。
【図３】本発明の第３実施形態の発電装置の構成図。
【図４】従来の発電装置の構成図。
【符号の説明】
１…筐体、２…エンジン、３…発電機、４…制御盤、５…放熱器、６…エンジンの回転数、７…発電機の回転軸、８…排気管、９…消音器、１０…排気ガス、１１…発電装置の負荷または電力系統、１２…送電線、１３…冷却管、１４…冷却ファン、１５…吸気ダクト、１６…冷却空気、１７…排気口、１８…排気、１９…通風路、２０…支点、２１…小型冷却ファン、２２…錘、２３…照度検出器、２４，２９…回転制御装置、２５，３０…駆動装置、２６…太陽電池、２７…電力計、２８…逆変換装置。
【図１】
2005061230.tif 000003
【図２】
2005061230.tif 000004
【図３】
2005061230.tif 000005
【図４】
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